科普 | 植保無(wú)人機技術(shù)小知識(九)

△ 啟飛A10植保無(wú)人機屬旋翼無(wú)人機

02     四旋翼無(wú)人機的結構

1、安裝平臺

機體。機體由機架、外伸臂、分電板、載荷區、起落架組成。

(1)機架用于連接外伸臂、裝下飛控板等設備，經(jīng)常使用玻璃鋼或碳纖維復合材料制作。

(2)外伸臂用于安裝4個(gè)電動(dòng)機，經(jīng)常使用塑料、玻璃鋼、碳纖維復合材料制作，選材時(shí)應同時(shí)考慮強度和質(zhì)量。

(3)分電板用于電動(dòng)機、電調、電源之間的焊接連接，有些還帶有電壓調節器，以驅動(dòng)額外設備。

(4)載荷區用于承載相機、云臺、農藥箱等設備。

(5)起落架用于在著(zhù)陸時(shí)保護機身。

2、感知與控制

自動(dòng)駕駛儀。自動(dòng)駕駛儀可分為飛行控制器、外部傳感器系統、通信、驅動(dòng)。

(1)飛行控制器主要功能有兩點(diǎn)。接收來(lái)自遙控器的信號，控制電調輸出，進(jìn)而調整螺旋槳的轉速完成無(wú)人機的起飛、懸停、俯仰、滾轉、偏航、降落等動(dòng)作；通過(guò)傳感器的數據，在無(wú)控情況下，通過(guò)電調輸出，穩定飛行器。

(2)加速度計和陀螺儀是基礎的兩個(gè)傳感器，用來(lái)保持無(wú)人機的穩定。它們測量無(wú)人機的姿態(tài)角度和旋轉角速度，多數都包含3個(gè)測量單元，用來(lái)測量3個(gè)軸向的數據。如所有傳感器一樣，使用前需要先校準。

(3)氣壓計是用來(lái)測高的傳感器，根據氣壓和高度的變化關(guān)系，可以很好地測出高度的改變，一般內置一個(gè)溫度傳感器，用來(lái)補償溫度變化帶來(lái)的影響?？梢耘浜螱PS獲得海平面高度值，以修正高度。

(4)磁力計是用來(lái)定向的傳感器，如指南針一樣，利用地磁確定方向，使用時(shí)注意盡量避免強磁場(chǎng)的干擾。

(5)GPS衛星定位傳感器可以為無(wú)人機提供位置、高度的信息，目前使用差分GPS定位精度可以達到0.5m甚至0.3m。

(6)電壓與電流傳感器用來(lái)測量飛控板塊及驅動(dòng)電壓是否符合要求。只有穩定的電源電壓才能讓設備穩定地工作。另外，此傳感器也用來(lái)測電源剩余電量。

(7)距離傳感器分為超聲和紅外傳感器，在無(wú)人機避障，著(zhù)陸都有應用。

(8)地面站包含所有針對無(wú)人機在地面使用的裝置。地面站的遙測模塊可以與無(wú)人機雙向通信，跟蹤天線(xiàn)模塊可以擴大工作范圍，地面站軟件可以把收集的數據形象地顯示出來(lái)。

3、動(dòng)力系統

電機與電調。

(1)電機是無(wú)人機的動(dòng)力來(lái)源，目前主要使用無(wú)刷電動(dòng)機，使用半導體開(kāi)關(guān)實(shí)現電子換向，使用壽命長(cháng)，動(dòng)力比較強勁。

(2)電子調速器是用于控制無(wú)刷電動(dòng)機的設備，它將時(shí)序的電能傳給電動(dòng)機，從而控制電動(dòng)機的轉速。

(3)螺旋槳。螺旋槳直接產(chǎn)生驅動(dòng)無(wú)人機的推力，使之運動(dòng)，螺旋槳的選擇取決于電機和電調，材料主要有塑料、碳纖維、木質(zhì)。螺旋槳的安裝關(guān)系無(wú)人機和人身的安全，可以通過(guò)螺旋槳適配器固定它。

(4)電池。為無(wú)人機上的所有設備提供電能。電池的選擇應同時(shí)考慮重量和容量，其中鋰聚合物電池的能量密度大。